REFERENTIEL TECHNIQUE Chapitre 6 Gomtrie de la voie

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CHAPITRE 6. GEOMETRIE DE LA VOIE

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6.1 - GEOMETRIE DU TRACE

6.1.1 - GENERALITES Ce document prcise les paramtres de trac de voie pour les tronons de ligne raliser : Gamme de vitesse 220 km/h Trafic mixte voyageurs - marchandises Optimisation des conditions et des cots de maintenance de la ligne Grande Vitesse.

Les spcifications contenues dans le prsent chapitre concernent les voies principales de la ligne nouvelle. Les voies de raccordement aux lignes existantes, ainsi que les voies des autres installations non parcourues grande vitesse, seront tudies conformment aux normes franaises correspondantes. Cependant, certaines spcifications particulires les concernant sont dictes dans ce document.

6.1.2 - VITESSES DE REFERENCE La voie sera conue pour accueillir un trafic mixte voyageurs et fret circulant aux vitesses projetes apparaissant ci-dessous:

Vitesse maximale admissible Vitesse minimale terme*

En plaine 220 km/h 100 km/h

En zone montagneuse 200 km/h 100 km/h

* court terme certains trains fret seront limits 80 km/h

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6.1.3 - CRITERE DE LIMITATION DES PARAMETRES DU TRACE Parmi les paramtres dfinissant la gomtrie du trac, certains ont t limits afin de respecter les exigences de scurit, de confort pour les voyageurs et de tenue de la voie. Les valeurs limites suivantes ont t dfinies: Valeur limite normale: valeur ne pas dpasser pour les circulations roulant aux vitesses maximales ou minimales admissibles. Valeur limite exceptionnelle: c'est une valeur plus dfavorable que la valeur limite normale, qui peut tre utilise dans des circonstances exceptionnelles.

Les valeurs limites normales et exceptionnelles conditionneront la dfinition gomtrique du trac. La marge exceptionnelle d'un paramtre est la diffrence qui existe entre les valeurs limites exceptionnelles et normales. Si la valeur d'un quelconque paramtre dpasse la valeur limite normale, il faudra tenir compte des considrations suivantes: Si un seul paramtre dpasse la valeur limite normale, sa valeur pourra atteindre la valeur limite exceptionnelle. Si plusieurs paramtres dpassent la valeur limite normale, il sera admis un dpassement maximum de 80 % de la marge exceptionnelle pour le paramtre le plus dfavorable alors que les autres paramtres ne devront dpasser cette marge que de 20 %. Il est recommand quun paramtre ne dpasse pas plus d'une fois la valeur limite normale sur un tronon de 20 km de long.

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6.1.4 - TRACE EN PLAN Le trac en plan se composera de la succession judicieuse des lments suivants : alignement droit, pleine courbe et courbe de transition. Afin de permettre lentretien ultrieur de la ligne, les lments de trac pleine courbe et courbe de transition seront matrialiss par des repres dentrevoie placs, tous les 10 mtres, 1 mtre du bord extrieur du rail de chaque voie et les ORP (origine du raccordement progressif) et FRP (fin du raccordement progressif) seront repres. Un listing des courbes prcisant leurs principales caractristiques (ORP, FRP, rayons, dvers, d /l, I/t) ainsi que le diagramme des flches et des dvers seront fournis en version papier et sous forme dun logiciel adapt. Page 3/19

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La clothode sera utilise comme courbe de transition. Le plan de l'axe du trac correspondra l'axe de la voie dans le cas de voie unique, et l'axe de la plate-forme dans le cas de voie double. Les paramtres limites qui conditionnent le trac sont repris ci-aprs:

6.1.4.1.

Longueur minimum des lments de trac

Afin d'amortir suffisamment le roulis de la caisse des vhicules, des longueurs minimales ont t fixes pour les lments de trac. Les doucines (arrondis du diagramme des flches centr sur une origine ou une fin de raccordement progressif) ont des longueurs normales comprises entre 30 et 40 mtres, exceptionnellement 20 mtres. Les longueurs minimales des alignements et des pleines courbes, entre milieux de doucines, doivent respecter les valeurs exprimes en mtres ci-aprs (la vitesse V est exprime en km/h) : Valeur limite normale Valeur limite exceptionnelle V/2 V/3

La longueur minimale normale entre milieux de doucines est de 60 mtres, exceptionnellement 50 mtres. Cependant lalignement entre 2 courbes proches de sens contraires peut tre inexistant. Dans ce cas, le raccordement entre 2 courbes se fait par un raccordement progressif (RP) dinflexion.

6.1.4.2.

Rayon minimum de l'alignement circulaire

La valeur du rayon minimum admissible est limite pour assurer, en fonction des vitesses de circulation, le confort des voyageurs et viter que les efforts transversaux sur la voie ne soient trop importants. Le rayon minimum (normal et exceptionnel), sera dfini partir de l'insuffisance de dvers admissible pour les vitesses maximales et partir de l'excs de dvers pour les vitesses minimales sans que le dvers maximum ne soit dpass. Page 4/19

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REMARQUES: Le rayon minimum de la courbe devra tre dtermin comme suit: Pour la vitesse minimale de circulation des trains (trains lents), l'excs de dvers E devra tre infrieur la valeur maximum admissible. Pour la vitesse maximale de circulation des trains (trains rapides), linsuffisance de dvers I devra tre infrieure la valeur maximale admissible.

Donc le rayon minimum doit se traduire par lquation suivante :2 2 V max Vmin a a R g Dmax E g Dmax + I

6.1.4.3.

Contraintes du profil en long

Sauf cas exceptionnel, il ne doit pas y avoir dinterfrences entre courbes de raccordement progressif en plan (clothode) et courbes de raccordement en profil en long dfinies dans l'article 6.1.5.- ci-aprs.

6.1.5 - PROFIL EN LONG Le profil en long de la voie est constitu de pentes uniformes relies entre elles par des courbes circulaires. Le profil longitudinal sera dfini par la projection horizontale de la cote de la file basse des rails des voies sur un plan vertical passant par l'axe du trac.

6.1.5.1.

Dclivit maximale

La dclivit admise varie en fonction de sa longueur . En principe, les valeurs admissibles ne pas dpasser sont indiques ci-aprs ; cependant dans le cadre dune tude de variante, ces valeurs pourront tre dpasses tout en respectant les dispositions reprises dans la dernire version de linstruction SNCF/RFF IN 0272. En dclivit de longueur infrieure 3000 m, elle ne doit pas dpasser 16 et exceptionnellement 18. Page 5/19

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En dclivit de longueur comprise entre 3 000 m et 15 000 m, elle diminue graduellement pour passer de 16 13, exceptionnellement de 18 15. En dclivit de longueur suprieure 15 000 m, la dclivit ne doit pas dpasser 13 et exceptionnellement 15.

Le tableau ci-aprs prcise la valeur de la dclivit en fonction de sa longueur dapplication :

6.1.5.2.

Rayon admissible en raccordements de profil en long

Les valeurs des rayons minima admissibles en profil en long sont limites pour tenir compte des considrations suivantes : a) lorsqu'un vhicule franchit une vitesse V un raccordement de profil en long de rayon Rv, il est soumis une acclration centrifuge :

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Cette acclration doit tre limite afin de ne pas perturber le confort des passagers. En consquence, le rayon minimum adopt pour le profil en long sera galement limit pour ne pas dpasser cette acclration la vitesse maximale de circulation. b) Les raccordements de profil en long sont dfinis par des raccordements circulaires, sans courbes de transition entre les pentes et le raccordement. Cela entrane une acclration verticale brutale aux extrmits du raccordement, qui provoque une oscillation de la suspension du vhicule et perturbe le confort des voyageurs. Pour restreindre la variation brutale d'acclration verticale pour les circulations vitesse maximale, on doit limiter le rayon minimum de ces courbes. Il en rsulte ci-dessous les limites des valeurs des rayons de raccordement en profil, exprims en mtres, respecter (la vitesse V est exprime en km/h) :

Valeur normale Valeur exceptionnelle

0,35 V 0,25 V

Points particuliers des vitesses infrieures 0,15 V ou gales 140 km/h (notamment les sauts de mouton)

6.1.5.3.

Dtermination de la longueur minimale des pentes uniformes et des raccordements en profil

Entre deux acclrations verticales brutales, un temps assez long doit s'couler afin de permettre la suspension d'amortir le choc et d'viter les effets conjugus de plusieurs acclrations rapproches, sources d'oscillations importantes du vhicule. La valeur de la longueur minimale des dclivits constantes est donc limite : Valeur minimale normale Valeur minimale exceptionnelle V /2 V / 2,5

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La longueur minimale des raccordements de dclivit est de 30m pour tenir compte des bases de nivellement des bourreuses.

6.1.5.4.

Autres contraintes du trac en profil

Les zones de changement de phase d'alimentation lectrique ainsi que les points de changement de voies avec voie d'vitement impliquent des contraintes de profil en long dfinies au chapitre 7 infrastructure du prsent cahier des charges. 6.1.6 - SECTION TRANSVERSALE

6.1.6.1.

Ecartement de la voie

Il est fix 1,435 m entre les 2 rails (cartement UIC).

6.1.6.2.

Dvers. Insuffisance de dvers. Excs de dvers.

Le dvers sera obtenu en surlevant le rail extrieur par rapport au rail intrieur. La variation du dvers l'entre et la sortie d'une courbe sera continue tout au long de la courbe de transition. Dvers maximum admissible : Le dvers maximum est limit afin de ne pas perturber le confort des voyageurs et d'viter le dplacement de marchandises lors de larrt impromptu du train fret dans une courbe.

Valeur maximale du dvers

160mm

Insuffisance de dvers maximale admissible : On limite l'acclration non compense, afin d'assurer la scurit des circulations, le confort des voyageurs et un cot raisonnable de l'entretien de la voie. L'insuffisance de dvers se dfinit partir de l'acclration non compense par la formule suivante:

nc =

a gI I = nc a gPage 8/19

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a tant lcartement de la voie et g lacclration de la pesanteur. Les valeurs maximales admissibles sont: Valeur maximale normale Valeur maximale exceptionnelle 150mm 160mm

Excs de dvers maximal admissible : L'excs de dvers est limit pour viter l'usure prmature du rail intrieur dans les courbes. Les valeurs maximales admissibles sont les suivantes :

Valeur maximale normale Valeur maximale exceptionnelle

110mm 130mm

REMARQUES Comme on l'a vu au paragraphe 6.1.4.2, le rayon minimum adopter doit remplir la condition suivante:2 2 Vmax Vmin a a R g Dmax E g Dmax + I

6.1.7 - INTERACTION ENTRE TRACE EN PLAN ET SECTION TRANSVERSALE

6.1.7.1.

Limite de la variation de dvers dans les courbes de transition

Du fait de la variation du dvers dans les courbes de transition, les deux rails forment un gauche qui nuit la stabilit des vhicules.

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Afin d'viter que les surcharges et les dlestages puissent dstabiliser les circulations et les faire drailler, la longueur des courbes de transition sera fonction du dvers adopt et du taux de variation de dvers admissible, selon la relation suivante :

Rp tant le taux de variation dvers maximal admissible en mm/m, driv des valeurs retenues au point 6.1.7.2 ci aprs. Limites de ce taux exprim en mm (la vitesse est exprime en km/h): Valeur maximale normale Valeur maximale exceptionnelle 180/V 216/V

6.1.7.2.

Limite la variation dinsuffisance de dvers

Les valeurs maximales sont indiques ci-dessous : Valeur maximale normale Valeur maximale exceptionnelle 75 mm/s 90 mm/s

6.2 - ENTRAXES ET GABARITS

6.2.1 - GABARITS DE CIRCULATION Les gabarits prendre en compte se dterminent partir des contours de rfrence GC.

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6.2.2 - GABARIT D'IMPLANTATION DES OBSTACLES L'ensemble des obstacles : structures, quipements pour la fourniture d'nergie, pour la signalisation, etc., respecteront les prescriptions tenant compte : Des contours cinmatiques de rfrence dfinis ci-avant. Du trac et de la vitesse de circulation sur la voie contigu. De la nature et de la longueur de l'obstacle (continu, discontinu ... ). Du type de matriel roulant. Des marges et des besoins de la maintenance. De la scurit du personnel d'aprs les rglements en vigueur et les prescriptions adoptes.

6.2.2.1.

Gabarits latraux minimum

Ils seront tudis sur la base d'une piste de 70 cm de largeur au minimum pour le personnel.

6.2.2.2.

Dispositions relatives la scurit du personnel

Des dispositions complmentaires permettant la scurit du personnel seront envisages en fonction des dimensions des gabarits latraux et des obstacles implanter.

6.2.2.3.

Hauteur libre des ponts - routes

La hauteur minimale a t fixe 6,35 m,sauf cas particuliers qui feront l'objet d'tudes spcifiques telles que : Les appareils de voie implants proximit des ponts - route Les conditions particulires de l'environnement

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Cette distance sera mesure dans l'axe de la voie partir du ni veau du plan de roulement de la voie considre et dans les conditions les plus dfavorables. Cette valeur ne prend pas en compte la marge pour la maintenance (0,05 m) ni la tolrance concernant la ralisation des structures (0,05 m).

6.2.2.4.

Quais de voyageurs

La construction de quais de voyageurs n'est pas prvue sur le parcours des voies Grande Vitesse. Les cas des points de changement de voie avec vitement avec quais de service sont traits dans les documents infrastructures du chapitre 7.

6.2.2.5.

Entrevoies

L'entraxe pour la voie double principale est de 4,20 m. Dans les raccordements de la ligne nouvelle avec la ligne classique, on adoptera un entraxe de 3,67m ds lors que celui-ci sera parcouru une vitesse infrieure 160 km/h. Double voie Grande Vitesse/voie d'vitement : Quelle que soit la vitesse sur la voie principale, l'entraxe minimum entre la voie d'vitement et la voie principale la plus proche sera de 6,50 m. Cette valeur permettra l'implantation d'une piste ou de poteaux catnaires. Elle est majorer en fonction de la taille des obstacles et de l'existence simultane de poteaux catnaires et de pistes.

6.2.2.6.

Point de croisement bon

A proximit des points de jonction entre voies, un vhicule l'arrt sur une voie peut faire obstacle la libre circulation sur l'autre voie si ce vhicule se trouve au-del d'une limite o les trains peuvent se croiser sans risques de choc frontal ou latral. Ce point se nomme point de croisement bon .

Dfinition du point de croisement bon : ce point sera dtermin partir de la norme nationale algrienne. Page 12/19

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6.3 - SECTION TYPE DE LA PLATE FORME Les dispositions qui devront s'appliquer sont dtailles dans le chapitre 7 Infrastructure . Les spcifications communes applicables l'ensemble du projet sont donnes ci-aprs :

La largeur de la plate forme en double voie dont l'entraxe mesurera 4,20 m (sans obstacles dans l'entrevoie) sera fixe 13,60 m. En voie unique, cette largeur de plate forme sera fixe 8 m. Une zone sera rserve l'implantation d'quipements de signalisation, de tlcommunications, etc. Sur les voies l'air libre, un passage permettant la circulation du personnel a t prvu latralement pour chaque cot en double voies et d'un seul cot pour les plateformes de voie unique. L'axe des poteaux catnaires sera situ au minimum 3,25 m de l'axe de la voie. REMARQUE : Les dispositions de type protection du personnel peuvent influer sur la position de la piste pour le personnel par rapport aux voies (ici intervient la notion de "zone dangereuse"). Ces dispositions seront lies aux critres de maintenance proposs. Le schma de la plate forme type double voie est donn ci-aprs:

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SCHEMA EN COUPE DE LA PLATE FORME TYPE

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Plate-forme double voie en double pente :

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Plate-forme double voie en pente unique :

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Plate-forme voie unique en double pente :

Les paisseurs de ballast sont indiques ci-dessous :

paisseur normale Cas des viaducs et tunnels

0,30m 0,35m

Les dispositions prises en compte pour les tudes sont les suivantes : Rfrence en altitude de la plate forme: point P. Le point P tant le niveau suprieur de la sous-couche situe sous le ballast considr dans l'axe de la plate forme future. Ce point P correspond l'axe de la voie dans le cas de la voie unique et l'axe de l'entrevoie dans le cas de la voie double. Le calage du point P par rapport aux rails sera dtermin partir de la hauteur de ballast, mesure entre la partie infrieure de la traverse et la plate forme, la verticale Page 15/19

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du rail dans les conditions les plus dfavorables permettant d'obtenir l'paisseur de ballast souhaite. Il faudra tenir compte du fait que le profil longitudinal dfini par le point P sera influenc par les variations de la pente transversale de la plate forme. Il y aura lieu de vrifier le profil en long des rails qui reste la rfrence incontournable dans l'tude de trac aprs la dfinition du profil longitudinal de la plate forme (donne par le point P). L'paisseur du ballast donne ci-avant prendra en compte les tolrances concernant la mise en place du ballast et la ralisation de la plate forme. 6.4 - APPAREILS DE VOIE

6.4.1 - TYPOLOGIE DES APPAREILS DE VOIE La typologie des appareils de voie sera dtermine en fonction des spcifications mentionnes dans le chapitre 9 Elments de voie du prsent cahier et des vitesses de circulation retenues dans le schma des installations, ainsi que suivant la pr-norme CEN 256132. Ces appareils devront permettre des vitesses de franchissement en voie dvies comprises entre 60 et 220 km/h Les plans de voie des zones de raccordement, des points de changement de voie simples ou avec vitement, seront dfinis partir du matriel choisi et des plans types repris dans le chapitre 7.

6.4.2 - CONDITIONS D'IMPLANTATION

6.4.2.1.

Conditions gnrales

Les appareils de voie seront implants en dclivit constante. Il en sera de mme des communications. Les appareils de voie seront implants en alignement mais pourront exceptionnellement tre poss en courbe dans les zones particulirement difficiles notamment dans zones de raccordement entre la ligne nouvelle et la ligne existante.. D'autre part, dans les zones situes proximit d'un ouvrage d'art, les appareils de voie devront tre situs des distances minimales qui sont fonction de la longueur L de celui-ci:

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Distances minimales 20m 50 m 50 m

Longueur de lappareil L 30 m 30 m < L 90 m L> 90 m depuis le ct oppos l'appareil de dilatation

Si la longueur L rend obligatoire l'installation d'un appareil de dilatation, l'appareil de voie devra tre implant une distance minimale de 100 m de l'extrmit de celui-ci.

6.4.2.2.

Rgles d'implantation

6.4.2.2.1.

En trac en plan

L'implantation des appareils de voie s'effectuera conformment aux longueurs minimales du trac retenues ci-dessous :

En pointe : La longueur minimale d'alignement (L1) devra tre gale Vd/2, Vd tant la vitesse exprime en km/h de franchissement en voie dvie. En talon de la branche dvie : Si la sortie d'appareil est en alignement, la longueur minimale d'alignement respecter devra tre gale Vd/2. Si la sortie d'appareil est en courbe, Vd < 100: il conviendra de rserver un alignement de longueur minimale gale Vd /2 ou de prolonger la courbe de l'appareil suivie elle-mme d'un raccordement progressif. 100 Vd < 160 : il est conseill de prolonger la courbe de la voie dvie par un raccordement progressif dans le mme sens et ce pour toute situation nouvelle. Page 17/19

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Vd 160 : la condition ci-dessus est obligatoire. Quelle que soit Vd, la longueur des raccordements sera calcule afin d'obtenir une variation maximale d'insuffisance de dvers I/t de 75 mm/s (valeur normale) et 90 mm/s (valeur exceptionnelle). En talon de la voie directe : La longueur minimale d'alignement L2, rserver, doit tre suprieure 50m.

Dans le cas de deux appareils disposs pointe pointe, la valeur minimale pour L doit tenir compte : des contraintes du trac: L Vd/2 (Vd tant la vitesse en voie dvie de l'appareil le moins performant), des contraintes de signalisation et de catnaire, qui sont fonction des lments et systmes dfinis pour ces domaines.

6.4.2.2.2.

Profil en long

En profil en long, les appareils de voie ne doivent pas se situer moins de 100 m d'un raccordement ou d'un point de changement de dclivit. 6.5 - APPAREILS DE DILATATION Sur les lignes Grande Vitesse, les appareils de dilatation sont destins des ouvrages d'art trs longs. Ils ne sont ncessaires que sur des tabliers d'un certain type et d'une certaine longueur. Il est ncessaire de mener une tude spcifique sur ces tabliers en se basant sur les critres du chapitre 7 Infrastructure du prsent cahier de prescriptions (type, longueur, disposition des tabliers). REGLES D'IMPLANTATION Dans la mesure du possible, les appareils de dilatation devront tre implants en alignement et en dclivit de valeur constante. Page 18/19

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Les appareils de dilatation seront distants les uns des autres de 300 m au minimum. Les appareils de dilatation ne devront pas tre positionns sur un raccordement progressif ni leurs extrmits moins de 100 m d'une extrmit de raccordement en plan ou d'un point de changement de dclivit. Leur extrmit la plus proche sera situe au minimum 100 m des appareils de voie. Les appareils de dilatation ne devront jamais tre situs en double courbure (en plan et en profil). Dans les zones o seront implants les appareils de dilatation, le rayon en plan ne devra pas tre infrieur 3000 m et le profil en long ne devra pas comporter de courbe circulaire de raccordement de rayon infrieur 16 000 m.

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